M第2章-水准测量
第二章水准测量
后 下丝 尺 上丝
后视距
号
前 下丝 尺 上丝
前视距
方向及 尺号
水准尺读数 黑面 红面
K+ 黑红
平均 高差 (m)
视距差d
∑d
(1)
(4)
后
(8)
(3)
(10)
(2)
(6)
前
(7)
(14)
(6)
(9)
(15)
(16)
后－前 (11)
(12) (13
(17)
(18)
1 BM1-ZD1
1.426 0.995 43.1 +0.1
第七节 三、四等水准测量
三、四等水准测量主要使用DS3水准仪进 行观测，水准尺采用双面水准尺，观测前必须 对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺 垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即 K1=4687和K2=4787，成对使用水准尺。
三、四等水准测量技术要求
等级
标准视线 长度 （m）
前后视 距差 （m）
对于普通水准测量： fh容 40 L 适用于平原区
fh容 12
n 适用于山区
式中，fh容——高差闭合差限差，单位：mm； L——水准路线长度，单位：km ；
n——测站数 。
六、成果处理
普通水准测量的成果处理就是当外业观测的高差 闭合差在容许范围内时，所进行的高差闭合差调整。
1、高差闭合差的计算与检核 2、高差闭合差的调整 高差闭合差调整原则是以水准路线的测段站数或测段长 度成正比，将闭合差反符号分配到各测段上 3、改正后高差的计算 4、高程计算
Ｂ点的高程HB就可用下式计算求得：
HB=HA+hAB
hAB = 后视读数–前视读数=a-b
第2章水准测量
高程是工程测量中三个基本量之一，在实际中具 有重要的意义，如房屋的设计室内地坪测设，所 有构件的安装测设，建筑沉降观测等都是以高程 测量为依据的。 高程测量按使用仪器和施测方法不同可分为水准 测量、三角高程测量，其中水准测量（leveling survey）是最经典的测量方法，精度高、用途广， 是高程测量中普遍采用的方法。
BM2
郑州航院 张先忠
2.5
水准测量的内业
整理野外测量结果，计算高差闭合差，若闭合差在容 许值范围内，则调整闭合差，最后计算各点高程，此项工 作称为水准测量的内业。 平地 fh 2 0 L m m 四等水准测量闭合差容许值
山地
fh
fh fh
6
n
取后视读数a1，估读至mm。
转动望远镜瞄准前视尺，精平后读取中
丝 读 数 b1 ， 并 由 记 录 员 立 即 计 算 本 次 高 差
h1=a1－b1。此为第一测站的全部工作。
郑州航院 张先忠
（3） 转站
第一测站施测结束后，记录员招呼后尺手沿水准路
线向前转移，在适当位置设置下一个转点。然后，将水 准仪迁至第二测站位置。 此时，第一测站的前视点成为第二测站的后视点， 重复第一测站上的工作，可以完成第二测站的测量，得 到本站高差h2=a2－b2，此步施测程序称为转站。 重复转站工作，直至完成全部水准路线的观测为止， 并得到各测站高差h3、 h4… hn，则终点高程为：
（a）、闭合水准路线(closed leveling route)
BM1
起止于同一已知水准点的封闭水准路线，称为闭 合水准路线。
郑州航院 张先忠
整个测程从起点回到终点，高差之和必等于零，即 Σh理=0。 由于存在测量误差，一般情况下高差之和Σh测不等 于零，则称为高差闭合差（简称闭合差），记为 fh。
工程测量课件第2章水准测量
十字丝分划板护罩
3. 视准轴平行于水准管轴（i角）的检验与校正
检验：选择在相距80～100米距离两端A、B处钉木桩或放置尺 垫；在距A、B等距离处（S1）安置水准仪。
用双面尺或变动仪高法，测出A、B两点间的平均高差hAB。由 于前后视距相等，高差hAB不存在i角误差。
aa11′△ i
A
S1
D
hAB = a1′－b1 ′
b1′
i△
b1
B
hAB
D
a2′
a2
i
b2
B
hAB
A
S2
水准仪搬至S2处测量A、B两点间的高差hAB ′：
hAB ′=a2 ′－b2 若hAB ′= hAB ，则视准轴平行于水准管轴。否则，计算i角。当 i〃＞20″, 则需校正。
h
i
DAB
=206265〃
△h=a2 ′- a2 , a2 = b2 + hAB ;
点Ｏ）的纵向切线。当气泡居中时，该轴线处于水平位置。水 准管精度较高，用于精平水准仪。
水准管分划值 ：水准管圆弧2mm弧长所对的圆心角。
符合水准器
2
R
调节微倾螺旋
（2）圆水准器
L´
2mm L´
圆水准器轴（L´ L´）：通过
圆水准器零点（分划圈中心）的 球面法线。当气泡居中时，该轴
线处于竖直位置。圆水准器精
平地fh容40 L 山地fh容12 n
mm mm
（1）闭合水准路线
1 闭合水准路线
BMA 支水准路线 Ⅰ
•∑h理=0， •fh= ∑h测
Ⅱ
（２）附合水准路线
2
3
•∑h理=HB－HA
• fh= ∑h测－（ HB－HA ）
园林测量_第二章_水准测量
第二节 水准测量仪器及其使用
• 水准仪按结构可分为：微倾水准仪、自动安平水 准仪、激光水准仪和数字水准仪。 • 水准仪按精度分为：DS05，DS1，DS3，DS10 • D和S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼 音的第一个字母；数字表示仪器的精度指标，即 每千米往返测高差平均值的中误差的毫米数。 • 园林测量中一般用DS3和DS10水准仪。 • 本节主要介绍用AL25A型自动安平水准仪配合水 准尺进行水准测量。
第三节 普通水准测量的方法
一、一个测站的水准测量工作 (一)测站水准测量工作 在水准测量中，把安置水准仪的位置称为测站。 1.安置仪器。尽量将仪器安置在两点中间，到两点距离大致相等。 2.粗略整平。 3.瞄准水准尺。 4.读数与记录。 5.高差与高程计算。 【例2-1】假设HA=178.572m，观测得a=1.860m， b=1.413m，求B点的高程HB。 解： hAB=a-b=1.860-1.413=0.447m HB=HA+hAB=178.572+0.447=179.019m
视差
• 当观测者的眼睛在目镜端上下微动时，十字丝与目标影像 有相对移动的现象称为视差。 • 产生的原因：目标的像与十字丝分划板不重合。 • 消除的办法：先把目镜调焦螺旋调好，使十字丝清晰；然 后反复调整物镜对光螺旋。
三、水准仪的使用
(四)精平与读数 • 精平时，转动微倾螺旋，使 符合水准气泡两个半边气泡 吻合在一起。 • 读数时，应读取十字丝横丝 与水准尺相交处的读数，并 从下向上，从小到大读 取，直接读米、分米、 厘米，估读到毫米。
二、复合水准测量
普通水准测量手簿
路线名称：BMA-BMB 仪器型号：DS3 日期：××年××月××月 天气：晴
测站
第2章水准测量
第2章 水准测量重点提示：介绍了高程测量的常用方法，重点讲述了水准测量的原理、方法，介绍了水准仪的构造，讲述了水准仪的使用、水准测量的实施过程、水准测量的测站校核、路线校核及数据处理、介绍了水准仪的检验和校正方法、简要分析了水准测量误差的来源。
地球表面是高低起伏很不规则的。
要确定地面点的空间位置，除了确定其平面位置外，还要确定其高程。
为了测定地面点高程而进行的测量工作叫做高程测量。
根据测量原理和使用仪器与施测方法的不同，高程测量的方法主要有水准测量、三角高程测量和物理高程测量三种。
水准测量是利用水准仪提供的水平视线，分别在地面两点垂直竖立的水准标尺上读取读数，推算出两点间的高差，进而求得待定点的高程的方法。
水准测量的精度较高，是精确测定地面点高程的主要方法，但工作量较大且受地形条件限制；三角高程测量是利用仪器在测站点上测定仪器中心至照准点的垂直角，量取测站点仪器高和照准点觇标高，若已知两点间的水平距离，根据三角学原理推算出两点间的高差，进而求得待定点的高程的方法。
三角高程测量的精度低于水准测量，仅作为高程测量的辅助方法，但其作业简单，布设灵活，是一种测定地面点高程的常用方法。
物理高程测量是根据地球的物理性质，利用仪器来确定地面点高程的方法。
物理高程测量主要有两种方法：一种是根据大气气压随地面点高程的不同而变化的规律(即高程愈大，大气压力愈小的原理)，用气压计测定出待定点高程的方法。
称为气压测高法;另一种方法是根据重力加速度随地面点高程的不同而变化的规律(即高程愈大，重力加速度愈小的原理)，利用重力仪测定两点间重力变化量来确定高差，进而推算出待定点高程的方法，称为重力测高法。
物理高程测量的精度最低，但仪器简单，施测方便，一般仅用于勘查工作，本教材不予介绍。
高程控制主要通过水准测量的方法建立，而在地形起伏大、直接利用水准测量方法较困难的地区建立低精度的高程控制网以及图根高程控制网时，可采用三角高程测量的方法建立。
第二章水准测量
第二章水准测量单项选择题一、在水准测量中，假设后视点A的读数大，前视点B的读数小，那么有（A）。
点比B点低点比B点高点与B点可能同高、B点的高低取决于仪器高度二、水准测量中，同一测站，当后尺读数大于前尺读数时说明后尺点（B）。
Ａ.高于前尺点Ｂ.低于前尺点Ｃ.高于测站点Ａ.等于前尺点3、水准测量是利用水准仪提供的什么来测定两点间高差的？（ A ）A.水平视线B.倾斜视线C.横轴D.视准轴4、在水准测量中设A为后视点，B为前视点，并测得后视点读数为，前视读数为，那么B点比A点（ B ）。
A. 高B. 低C. 等高D.无法判定五、水准测量原理是利用水准仪的（A）能提供的一条水平视线。
A. 视准轴B. 水准管轴C. 横轴D. 竖轴六、水准测量中，A，B别离为前、后视点，后视读数为，前视读数为，那么h BA=（ A ）。
B. C. D.7、水准测量中，A，B别离为后、前视点，H A=，后视读数为，前视读数为，那么仪器的视线高程为（D）。
A. 24.724mB. 26.150mC. 25.276mD. 26.426m八、水准测量中，设A为后视点，B为前视点，A尺读数为,B尺读数为,那么AB的高差为（C）m。
A. +B.C.D. +九、水准测量中，设A为后视点，B为前视点，A尺读数为,B尺读数为1.401m,A点高程为，那么视线高程为（B）m。
A. B. C. D.10、水准测量中，设A为后视点，B为前视点，A尺读数为,B尺读数为,已知A点高程为,那么B点高程为（C）m。
A. B. C. D.1一、水准测量中，设后尺A的读数a=，前尺B的读数为b=，已知A点高程为，那么视线高程为（B）m。
、已知后视A点高程为Ha ，A尺读数为a，前视点B尺读数为b，那么B 点高程等于（A ）。
+a-b +a13、在水准测量中A为后视点，B为前视点，后视读数为，前视读数为，那么表示B点比A点（A）。
A.高B.低C.一样高D.不能确信14、已知B点高程为，A、B两点间高差h AB=+，那么A点的高程为（A ）。
测量学-第二章 水准测量
尺垫：半球形顶部用来竖立水准尺，并标志转点 位置。
水准仪的使用
安置——粗平——瞄准——精平——读数
安置：安置三脚架，放置水准仪 粗平：借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂 ，从而视准轴粗略水平。 瞄准：瞄准水准尺，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰 。 转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰 精平：调节微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，使水准仪 的视准轴精确水平 读数：十字丝的中丝在尺上读数
( a 1.103m, b 1.431m)
计算B点高程
Hi H A a 1.235 m 1.103m 2.338 m H B Hi b 2.338 m 1.431m 0.907 m
2.3 水准测量的仪器及使用
– 水准测量使用的仪器：水准仪 – 水准测量使用的工具包括：水准尺、尺垫、三
-0313 +0102 -0715
4.2 水准路线检核
高差闭合差
对于水准路线，由于测量误差的存在，实测高差之和不 等于理论值（真值），两者之差称作高差闭合差
高差真值之和 h理 H BMB H BMA 实测高差之和 h测 H BMB H BMA
高差闭合差 fh h测 h理
4.2 水准路线检核
脚架
水准仪的类型
– 水准仪按其构造分为：光学水准仪、自动安平水准仪 和数字水准仪
– 水准仪按其所能达到的精度分为：DS05、DS1、DS3 、DS10、DS20等5种等级。
“D”和“S”表示中文“大地”和“水准仪” ，通常在书写时可省 略字母“D”， “05”、“1”、“3”及“10”等数字表示该类仪器的精度。每公里 高差中误差
1.304
BMB
1.134
BMA
1.677 1.444 1.324
测量学试题及答案第二章水准测量
测量学试题及答案第二章水准测量IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第二章水准测量一、名词解释视准轴水准管轴圆水准轴水准管分划值高差闭合差水准路线二、填空题1．高程测量按使用的仪器和测量方法的不同，一般分为、、、；2．水准测量是借助于水准仪提供的。
3．DS3型水准仪上的水准器分为和两种，可使水准仪概略水平，可使水准仪的视准轴精确水平。
4．水准尺是用干燥优质木材或玻璃钢制成，按其构造可分为、、三种。
5．水准点按其保存的时间长短分为和两种。
6．水准路线一般分为路线、路线、路线。
7．水准测量中的校核有校核、校核和校核三种。
8．测站校核的常用方法有和两种。
9．水准仪的轴线有、、、；各轴线之间应满足的关系、、。
10．自动安平水准仪粗平后，借助于仪器内部的达到管水准器的精平状态。
11．精密光学水准仪和普通水准仪的主要区别是在精密光学水准仪上装有。
12．水准测量误差来源于、、三个方面。
13．水准仪是由、和三部分组成。
三、单项选择题（）1．有一水准路线如下图所示，其路线形式为路线。
A闭合水准B附合水准C支水准D水准网（）2．双面水准尺同一位置红、黑面读数之差的理论值为mm。
A0B100C4687或4787D不确定（）3．用DS3型水准仪进行水准测量时的操作程序为：。
A粗平瞄准精平读数B粗平精平瞄准读数C精平粗平瞄准读数D瞄准粗平精平读数（）3．当A点到B点的高差值为正时，则A点的高程比B点的高程。
A高B低C相等D不确定（）4．水准仪的视准轴与水准管轴的正确关系为A垂直B平行C相交D任意（）5．水准管的曲率半径越大，其分划值，水准管的灵敏度。
A越小，越高B越小，越低C越大，越高D越大，越低（）6．下列哪一种水准路线不能计算高差闭合差？A闭合水准路线B附和水准路线C支水准路线D水准网（）7.此水准路线为A闭合水准路线B附和水准路线C支水准路线D水准网（）8．弧度与角度之间的换算系数ρ″的数值为A180/πB180/π×60C180/π×60×60D不是常数（）9．如图中要想使圆水准起跑移向中心零点位置，脚螺旋3应A顺时针旋转B逆时针旋转C任意方向旋转D不旋转（）10．如果A点到B点的高差值为正，则A点高程比B点高程A高B低C相等D不确定（）11．水准管A的分划值小于水准管B的分划值，则水准管A的灵敏度比水准管B的灵敏度A高B低C相等D不确定四、读数题1．读出下列水准仪在水准尺上的读数（上、中、下三丝）（上：m）（上：m）（上：m）（中：m）（中：m）（中：m）（下：m）（下：m）（下：m）五、简答题1.简述水准测量的基本原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢ (1)先旋转两个脚螺旋，然后旋转第三个脚螺旋; ➢ (2)旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动，即旋转方向
应相反。
➢ (3)气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向一致
二、DS3微倾式水准仪的使用
粗平
二、DS3微倾式水准仪的使用
3. 瞄准水准尺
➢ 目镜对光 ➢ 初步瞄准 ➢ 物镜对光 ➢ 消除视差
二、水准路线
水准路线是在水 准点间进行水准 测量所经过的路 线,可以分为:
附合水准路线 （右图a）
闭合水准路线 （右图b）
支水准路线（右 图c）
水准网
三、普通水准测量的方法
1、简单水准测量
➢ 当两点相距不远,高差不大，且无视线阻挡时， 只需安置一次水准仪就可以测得两点间的高差。
2、连续水准测量
hAB
B点高程 HB
大地水准面
水准测量原理
二、计算未知点高程
前进方向
a A
HA
b B
hAB
Hi
方法一:高差法
HB
hAB=a-b
大地水准面 HB=HA+hAB
水准测量原理
二、计算未知点高程
前进方向
a A
HA
b B
hAB
Hi
方法二:视线高法 HB
Hi=HA+a
大地水准面 HB=Hi-b
水准测量原理
连续水准测量高程计算
二、DS3微倾式水准仪的使用
4. 精确整平
➢ 粗平 → 精平 ➢ 每次读数前都需要重新使水准管气泡居中
5. 读数记录
➢ 用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从尺 上可直接读出米、分米和厘米数,并估读出毫米 数，所以每个读数必须有四位数。
第三节 水准测量的方法
一、水准点
➢ 即高程控制点,是通过水准测量测定其高程的固定点， 记为BM (Bench Mark)。可以分为永久性和临时性两种， 永久性水准点一般用钢筋混凝土制成，也可以用金属 标志埋设在永久性建筑物的墙角上;临时性水准点在突 起的坚硬岩石上做记号或将木桩打入地面。
3)支水准路线
➢ fh= ∑h
➢ 理论上有：
h往=-h返
➢ 若往返测高差的代数和不为零即为闭合差，亦 称较差：
➢ fh=h往+h返
➢ 支水准路线一般不超过2km
容许高差闭合差
等级
容许闭合差 (mm)
一般应用范围举例
三等
fh容＝12 L
fh容＝ 4 n
有特殊要求的较大型工程、城市地面 沉降观测等
四等
A B
AB
a2
b2 a3
b3
TP2
a1
b1 TP1
转点
B
A
转点 大地水准面
hi=ai-bi
hAB=h1+h2+h3 HB=HA+hAB
第二节 水准仪的构造及其使用
水准仪型号: DS3
精度 水准 大地
型号
每公里往返测高差中数 的中误差
DS0.5 ≤0.5mm
DS1 ≤1mm
DS3 ≤3mm
第二节 水准仪的构造及其使用
1.503 7.230
0.582 1.243 0.582
50.779
∑h=+0.661 HB-HA=+0.661
备注
A点高程 =50.118
测站检核方法
仪器高法
➢ 在同一测站改变仪器高度重新测量,两次测得的 高差在规定值以内，则取两次高差的平均值作 为该站测得的高差值
双面尺法
➢ 仪器高度不变，读取每一根双面尺的黑面和红 面读数，分别计算黑面高差h黑和红面高差h红， 检查误差是否满足要求，满足则取h红± 100mm与h黑的平均值
等外 (图根)
fh容＝ 20 L
fh容＝ 6 n
fh容＝ 40 L fh容＝Байду номын сангаас2 n
综合规划路线及重力自流管道工程、 普通建筑工程、河道工程等
山区线路工程、排水沟疏浚工程、小 型农田水利工程等
注:1、L为水准路线单程长度,以km计;n为单程测站数；
2、容许闭合差在平地按L计算，在山地按n计算。
高程闭合差的计算与调整
h1=a1-b1
h2=a2-b2
……
hn=an-bn
三、普通水准测量的方法
各式相加,可得:
➢ hAB=∑h=∑a-∑b
点A、B之间的高差等于后视读数之和减去前视度数之和。
➢ HB=HA+hAB=HA+∑a-∑b
转点的作用是传递高程，其特点是转点上即有前视度数又 有后视度数。
高程计算表
测站
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Σ 计算检 核
1）附和水准路线闭合差的调整及各点高程的计算
➢ 当实际的高程闭合差在容许值以内时,可把闭合差分配 到各测段的高差上。显然，高程测量的误差是随水准 路线的长度或测站数的增加而增加，所以分配的原则 是把闭合差以相反的符号根据各测段路线的长度或测 站数按比例分配到各测段的高差上。故各测段高差的 改正数为:
DS3型水准仪构造
水准尺、三脚架和尺垫
二、DS3微倾式水准仪的使用
1. 安置仪器
➢ 首先打开三脚架,安置三脚架要求高度适当、架头大致 水平并牢固稳妥，在山坡上应使三脚架的两脚在坡下 一脚在坡上。然后把水准仪用中心连接螺旋连接到三 脚架上，取水准仪时必须握住仪器的坚固部位，并确 认已牢固地连结在三脚架上之后才可放手。
测点
A TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 TP4 TP4 B
后视读 数
2.073 1.624 1.678 1.595 0.921
7.891
∑a-∑b＝+0.661
前视读 数
高差
＋
－
1.526 1.407 1.392 1.402
0.547 0.217 0.286 0.193
高程 50.118
四、水准测量成果整理
1、高差闭合差的计算与校核
➢ 1) 附合水准路线 ➢ 附合水准路线的高差闭合差为:
fh=∑h-（H终-H起）
➢ 高差闭合差的大小在一定程度上反映了测量成果的质 量。
四、水准测量成果整理
2) 闭合水准路线
➢ 理论上,闭合水准路线中各段高差的总和应等于 零。若不等于零，则存在闭合差:
第二章 水准测量
第一节 水准测量原理
一、水准测量原理
➢ 水准测量是利用水准仪提供的水平视线,借助 于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间 的高差，然后根据已知点高程和测得的高差， 推算出未知点高程。
a
后视读数
水准尺
后视点
A
Hi
HA A点高程
前进方向
水准仪
水准尺
前视点
b
B 前视读数
A、B点高程差
➢ 当两点相距较远或高差较大或有障碍阻挡视线 时，需在水准路线中加设若干个临时过渡立尺 点（转点，Turning Point, TP），把原水准路 线分为若干段，依次连续安置水准仪测定各段 高差，最后取各段高差的代数和。
三、普通水准测量的方法
已知A点高程HA,求B点高程。
在A、B两点间设置4个转点TP1、 TP2、 TP3、 TP4，把AB分为5段，依 次测定各段高差，他们的代数和即为A、B两点间的高差hAB。